пристрій паровоза

Принципова конструктивна схема паровоза. 1 - топка; 2 - зольник; 3 - циліндрична частина котла; 4 - димова коробка; 5 - будка; 6 - тендер; 7 - паровий ковпак; 8 - запобіжний клапан; 9 - клапан регулятора; 10 - пароперегреватель; 11 - парова машина; 12 - конусное пристрій; 13 - кулісні механізм; 14 - привід регулятора; 15 - рама; 16 - задня візок; 17 - передня візок; 18 - осьова букса; 19 - ресора; 20 - гальмівна колодка; 21 - пароповітряний насос; 22 - автозчеплення СА-3; 23 - свисток; 24 - пісочниця.

Котел [ред]

Котел складається з трьох основних частин: топки, циліндричної частини і димової коробки.

Топка. У топці відбувається згорання палива. Завантаження палива вироблялася або вручну через шуровочні отвір, що закривається заслінками, або, в пізніх серіях паровозів, за допомогою спеціального пристрою - механічного углеподатчіка (стокера).
Зольник (піддавали). Розташовується під колосникових гратами топки. У зольнику скупчувалися залишки згорілого палива. Зольник забезпечений клапанами для регулювання кількості що надходить в топку повітря. Чистка зольника проводилася через спеціальні отвори металевими шкребками.
Циліндрична частина. До певного рівня заповнена водою. Тут знаходяться димогарниє труби, через які газоподібні продукти горіння палива з топки рухаються до димової коробці, попутно нагріваючи воду, що знаходиться навколо. Над димогарними трубами проходять жарові труби, всередині яких змонтовані елементи пароперегрівача.
Пароперегрівач - пристрій, що складається з труб, що проходять через циліндричну частину котла, і колектора, що сполучається з ними за допомогою сполучних трубок. Пароперегрівач підвищує температуру пара до 350-400 °, що збільшує ККД паровоза;
Паровий ковпак (сухопарник) - простір для збору готового пара у вигляді виступу нагорі циліндричної частини котла. Крім основного ковпака, на паровозі могли встановлюватися додаткові ковпаки, пар з яких мав додаткові пристрої - електрогенератор для ліхтаря (в пізніх серіях) і т. Д .;
Регулятор - прилад, за допомогою якого машиніст виробляє впуск пари в машину і змінює швидкість руху паровоза. Регулятор розташовується в паровому ковпаку і може складатися з одного або двох клапанів. Одноклапанние регулятори мали дуже велике зусилля відкривання, з яким іноді машиніст поодинці не справлявся. У двухклапаних регуляторах малий клапан допомагав відкриттю великого, що вирішувало цю проблему. Застосування малого клапана також дозволяло економити пар - якщо паровоз йшов вхолосту, для руху могло вистачити і пара, що дається тільки малим клапаном, що навіть породило стійкий вираз - «на малому клапані», т. Е. Рух тихо, неквапом. У найпотужніших радянських паровозах серії ФД і ІС кількість клапанів доходило до 4-5;
Паросепаратор (паросушітель) - пристрій для відділення пара від крапель води;
Інжектори - пристрої для подачі свіжої води з тендеру в котел. В окремих паровозах замість інжекторів застосовувалися поршневі насоси;
Димова коробка - передня частина котла, в якій знаходяться колектор пароперегрівача, конусное пристрій (форсовий конус) і димова труба. У димової коробці розташовують також колектор, іскроуловітельние прилади та сифон (паровий прилад для створення розрідження в димової коробці при безпарних ході паровоза). Спереду димова коробка закривається кришкою на петлях, яка відкривається для очищення димової коробки і для виїмки труб при ремонті. Для огляду коробки і її очищення на фронтонному аркуші є дверцята менших розмірів;
Конусне пристрій. Випускає відпрацьований пар в димову трубу, створюючи тягу в топці. У некторих паровозах величина отвори конусного пристрою могла змінюватися, відповідно змінюючи і тягу. У паровозах з конденсацією пара замість конусного пристрої застосовувався вентилятор (так званий «димосос»), що приводиться в дію паровою турбіною.
Запобіжні клапани - пристрої для скидання тиску в котлі, якщо воно перевищує певний безпечна межа. Призначені для запобігання вибуху парового котла при виникненні аварійних режимів роботи.
- Механічні представляють собою підпружинений клапан, який відкривається при досягненні певного тиску і знову закриваються після скидання тиску до безпечного рівня.
- Плавкі є пробки з легкоплавкого металу, розташовані всередині топки. При перевищенні певної температури (наприклад, при надмірному википанні води) розплавлення пробки призводило до розгерметизації котла, швидкому скиданню тиску і, одночасно, до заливання вогню в топці водою з котла.
Теплоізоляція. Для зменшення втрат тепла зовні котел закривався шаром ізоляції між стінками котла і зовнішньої сталевою обшивкою.

Характеристики котла [ред]

Котел характеризується наступними параметрами:

Загальна площа нагріву. м 2. Ця площа складається з площ нагріву топки, площі перегревателя, а також площ димогарних і жарових труб;
Обсяг парового простору. м 3
Дзеркало випаровування. м 2
Робочий тиск. атм

Машина [ред]

Парова машина паровоза складається з циліндрів, відлитих як одне ціле з золотниковими коробками. механізму для передачі зусилля на рушійні колеса (кривошипно-шатунний механізм) і паророзподільних механізму. Циліндри парової машини (яких на паровозі буває 2 і більше) відливаються зі сталі і зміцнюються на рамі за допомогою болтів і клинів.

У паровозах застосовувалися такі види парових машин:

Проста двоциліндрова - проста по конструкції, але має малу потужність і низьку економічність;
Проста багатоциліндрові - має більшу потужність, але складна по конструкції;
Компаунд-машина - також має велику потужність і хорошою економічністю, але має крім складної конструкції проблеми при русі з частими зупинками.

Незважаючи на недоліки, в більшості паровозів застосовувалися прості двоциліндрові машини, економічність була підвищена введенням пароперегрівача. а потужність - створенням зчленованих паровозів.

Схема роботи кулисного механізму паровоза: 1 - куліса, 2 - контркрівошіп, 3 - радіальна тяга, 4 - маятник, 5 - повзун (крейцкопф), 6 - золотник, 7 - робочий циліндр, 8 - тяга переказного вала (реверс)

Паророзподільних (зазвичай кулісні) механізм паровоза складається з куліси 1, що коливається на осі і з'єднаної своїм нижнім кінцем з пальцем контркрівошіпа 2, насадженого на провідному колесі під деяким кутом до кривошипа. Рух від куліси передається за допомогою радіальної тяги 3 верхнього кінця важеля (маятнику) 4; нижній кінець маятника отримує рух від повзуна 5. Рух золотника 6 повідомляється від проміжної точки маятника. За допомогою кулисного механізму здійснюються (золотником) все фази паророзподілу, регулювання потужності паровоза шляхом зміни ступеня наповнення (відсічення) пара в циліндр 7 і реверсування 8 - отримання зворотного ходу паровоза.

Фотографія кулисного і кривошипно-шатунного механізму паровоза

У деяких випадках для тимчасового підвищення сили тяги (при рушанні з місця і на підйомах) на паровозах, крім основної парової машини, встановлюють допоміжну (бустер), передавальну роботу на підтримуючі осі паровоза або на осі тендера.

Інші елементи машини паровоза:

Сальники - ущільнення, що запобігають витоку пара;
Байпаси - спеціальні пристрої, які розташовувалися на золотникової коробці. Байпаси працювали як перепускні клапани при закритому регуляторі (при відсутності подачі пари) і запобігали гальмування паровоза циліндрами при їзді по інерції.

Екіпаж [ред]

Екіпажна. або рамно-ходова. частина паровоза складається з рами, на якій встановлюються котел і циліндри, колісних пар з буксами, ресор з балансирами і візків.

Рама - металева несуча конструкція, до якої кріпилися інші частини паровоза;
Передня візок. У багатьох конструкціях паровозів передня візок представляла собою складну конструкцію, що допомагала паровозу вписуватися в повороти. Наприклад, в паровозах серії С використовувалася візок Цара-Крауса, яка об'єднує бігунцеві і передню рушійну пари коліс. При цьому в момент проходження повороту бігунцеві вісь поверталася, а рушійна пара отримувала відповідне бічний зсув в протилежному напрямку.

Колісна пара: 1-вісь; 2 - колісний центр; 3 - бандаж

Провідна колісна пара. Безпосередньо на цю пару впливала машина через провідне дишло.
Ходова частина колісні пари. Ці колеса оберталися від провідної пари через зчіпні дишла.

На центрах всіх рушійних колісних пар як одне ціле відлиті противаги для зрівноважування сил інерції ексцентрично обертових мас (кривошипа, пальців, спарніков, а на провідному колесі, крім того, контркрівошіпа і частини провідного шатуна); на зчіпних колесах ставляться надмірні противаги для зрівноважування сил інерції поршня і частини провідного шатуна.

Бігунцеві колісні пари. Бегункових пар було 1 або 2, в деяких паровозах могли бути відсутніми (паровози формул 0-Х-Х).
Підтримувати колісні пари. Розташовувалися під будкою або топкою. Залежно від осьової формули могли бути відсутнім. Паровози з підтримуючими колісними парами були краще пристосовані для руху заднім ходом.
Осьові букси - місця кріплення торців осей коліс.
Ресори - пружні елементи, розташовані між колесами і рамою. Ресори пом'якшують вібрацію.

Ресорне підвішування паровоза: 1 - ресора; 2 - опорні стійки; 3 - ресорні підвіски; 4 - балансири; 5 - поперечний балансир

На осі надіті коробки (букси), в який поміщений підшипники, що стикаються з шийками осей. У букси заливається мастило. На буксу спирається ресора, при коливанні якої букса переміщається в рамі вгору і вниз. У вирізах рами прикріплюються буксові напрямні: одна з цих напрямних робиться похилій, а між буксой і спрямовуючої ставиться клин (буксових), яким можна регулювати зазор. Для кращого розподілу навантаження на окремі колісні пари ресори з'єднуються між собою балансирами.

Більш докладно про пристрій екіпажу і про осьових формулах див. Статтю Осьова формула паровоза.

Зчіпка - пристрій для з'єднання вагонів і локомотива до складу.
Буфера - елементи, розташовані в місці зчеплення і запобігають різкі удари при соедінеіі вагонів.

Будка [ред]

У будці перебували машиністи (паровозна бригада) і були зосереджені всі елементи управління паровозом. В будку також виходила задня частина топки з шуровочні отвором для завантаження палива.

Тендер [ред]

Тендер - спеціальний вагон, причіплювати ззаду до паровоза, в якому розташовувалися запаси води і палива для котла. Найчастіше, тендери мали стандартну конструкцію і використовувалися з декількома серіями паровозів. В окремих паровозах тендер також містив спеціальне обладнання для конденсації відпрацьованої пари (тендер-конденсатори), автоматичний углеподатчік.

Устаткування [ред]

Детальна схема українського паровоза серії С

Гальма. На паровози встановлювалися, в основному, автоматичні повітряні гальма Вестінгауз. Стиснене повітря накачувався пароповітряним насосом в спеціальний резервуар, а з резервуара повітря подавався в гальмівні циліндри. системою важелів пов'язані з гальмівними колодками. При відкритті розташованого в будці крана, тиск в загальній повітряної магістралі поїзда падало, і колодки тиском повітря з резервуара притискалися до коліс.
Швидкостемір. проводиться в дію від одного з коліс;
Пірометр - пристрій для вимірювання температури перегрітої пари;
Пісочниця. Зазвичай встановлювалася нагорі котла. У пісочниці знаходиться спеціально просіяний річковий пісок, який тиском пара подається до коліс при рушанні і русі вгору по ухилу для збільшення тертя між колесами і рейками.
Свисток. На останніх серіях паровозів застосовувалися гармонійні многотональная свистки.